Procese elementare allofazice (mineralogenetice)

Procese elementare allofazice (mineralogenetice)

1. Transformari polimorfe = trecerea unei substante minerale solide de la o structura cristalina la alta, cu modificare de volum, densitate, entalpie, entropie. La aceste transformari contribuie temperatura si presiunea. Exista transformari polimorfe de ordinul I (volum, entalpie, entropie) si de ordinul II (capacitate calorica, dilatare termica, compresibilitate). Cele mai raspandite transformari de ordinul II sunt cele de ordine dezordine (se modifica gradul de ordonare a atomilor, deosebiti calitativ).

s = 0, T = 0⁰K - ordine perfecta. (12)

s = 1, T creste = T₁ - dezordine totala. (13)

ex. de transformari polimorfe: - mineralele feldspatice; α cuart trece in β cuart; mineralele magnetice trec in minerale nemagnetice; simetrii cubice trec in simetrii pseudocubice etc..

Transformarile polimorfe de ordinul I sunt cele mai importante in metamorfism.

Toate substantele minerale solide pot avea 2 sau n polimorfi (ex. aragonitul la temperatura si presiunea camerei trece in calcit. Aragonitul nu se poate forma din calcit prin racire). Aceasta transformare este de tip "monotrop" (intr-o singura directie). In mod opus, exista "enantriopismul" (doua directii). Aceste transformari au loc in conditii termo-barice bine stabilite (ex. grafitul si diamantul - fig. 60 - plansa XIX). Iata si alte exemple:

- α Q este singura modificatie stabila intr-un domeniu termo-baric.

- β Q, tridimit, cristobalit, coesit, sunt metastabile ca si aragonitul, diamantul, sillimanitul, distenul. De aceea, in metamorfism, transformarile polimorfe pornesc de la faze metastabile si sunt monotrope, daca factorul hotarator al metamorfismului este temperatura.

2. Reactii minerale de tip solid T solid

Aceste reactii apar ca:

a. reactii de descompunere (sinteza);

ex. NaAlSi₃O₈ T NaAlSi₂O₆ + SiO₂

albit jadeit cuart

b. reactii chimice intre 2 sau n minerale.

ex. biotit + disten T muscovit + almandin

wollastonit + anortit T grossular + cuart

plagioclaz + diopsid + (± olivina) T omfacit + granat mixt.

In crusta superioara aceste reactii sunt rare. Ele sunt foarte frecvente in crusta inferioara si manta, constituind aici principalul proces prin care se desfasoara metamorfismul.

3. Reactii chimice de tip solid solid + fluid

Aici intra toate reactiile chimice la care participa 1 sau n componenti volatili. Cele mai frecvente sunt:

A solid B solid + fluid

a) Deshidratari (hidratari)

ex. minerale hidratate minerale solide +H₂O

(solide)

caolinit disten +cuart + 2H₂O

b) Decarbonizari (carbonizari)

carbonati minerale solide + CO₂

ex. calcit + cuart wollastonit + CO₂

Caracteristicile specifice acestor reactii sunt:

1. termenii din dreapta ecuatiei au o entropie mai mare datorita prezentei fluidului. Rezulta ca reactia decurge de la stanga la dreapta odata cu cresterea temperaturii;

temperatura de echilibru a reactiei variaza diferit cu presiunea, functie de faptul ca sistemul este osmotic sau nu, precum si de compozitia chimica a fluidului.